2025-11-28 07:35:45

Linux创造固定的文件大小-预分配磁盘空间

一、课前预习

写本篇文章的目的很简单，防止采坑、防止采坑、防止采坑

我们在开发程序的过程中，往往需要预分配磁盘空间，防止因磁盘空间不够而引发程序异常问题（已踩过坑）， 现网查阅资料，有些预分配磁盘空间的方法不正确，在这里特别记录一下， 除此之外，把正确的预分配的方法和大家分享一下，如果其他人有建议，欢迎拍砖狠砸

二、假：磁盘预分配—ftruncate

1. 使用lseek、ftruncate到一个固定位置生成的“空洞文件”是不会占据真正的磁盘空间的。

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

uint64_t file_size = 10*1024*1024*1024ULL;

int main()

{

int fd = -1;

fd = open("test.data.fruncate.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0666);

if(fd < 0){

printf("open failed\n");

return -1;

}

if(ftruncate(fd, file_size)){

printf("ftruncate error\n");

return -1;

}

lseek(fd, file_size - 1,SEEK_CUR);

write(fd, "1", 1);

close(fd);

return 0;

}

测试结果

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data/tmp#gcc fruncate.c -o fruncate

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data/tmp#time ./fruncate

real 0m0.001s

user 0m0.000s

sys 0m0.000s

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data/tmp#ll -h test.data.fruncate.txt

-rw-r--r-- 1 root root 10G Oct 25 14:58 test.data.fruncate.txt

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data/tmp#du -sh test.data.fruncate.txt

24K test.data.fruncate.txt

2. fseek fputs填充文件的最后一个字节

#include

#include

int main()

{

FILE *f = fopen("test.data", "w");

fseek(f, 256*1024*1024 - 1, SEEK_CUR);

fputc(0,f);

return 0;

}

3. dd命令

dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=0 seek=1024

4. 额外补充：

1 .ls显示文件的“逻辑上”的size， 这不是文件真正占用磁盘空间大小，这部分空间也会被其他进程使用。

2 .du显示文件“物理上”的size，即du显示的size是文件在硬盘上占据了多少个block计算出来的

三、真：磁盘预分配—fallocate

1. 使用fallocate 或者posix_fallocate函数

请求tlinux内核大神后，原来还存在fallocate 和 posix_fallocate这样的函数， 还是自己太low, 其实fallocate 和 posix_fallocate两个最大的区别：

This is a nonportable, Linux-specific system call

废话也不多说， 还是直接上代码比较好一点， 一目了然

#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

uint64_t file_size = 10*1024*1024*1024ULL;

//int fallocate(int fd, int mode, off_t offset, off_t len);

//int posix_fallocate(int fd, off_t offset, off_t len);

int main()

{

int fd = -1;

int ret = -1;

fd = open("tmp.txt", O_CREAT|O_RDWR, 0666);

if(fd < 0){

printf("fd < 0");

return -1;

}

//ret = fallocate(fd, 0, 0, file_size);

ret = posix_fallocate(fd, 0, file_size);

if(ret < 0 ){

printf("ret = %d, errno = %d, %s\n", ret, errno, strerror(errno));

return -1;

}

printf("fallocate create %.2fG file\n", file_size/1024/1024/1024.0);

close(fd);

return 0;

}

测试结果：

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data6#time ./posix_fallocate

fallocate create 10.00G file

real 0m0.014s

user 0m0.000s

sys 0m0.014s

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data6#ll -h posix_fallocate.file.txt

-rw-r--r-- 1 root root 10G Oct 25 15:45 posix_fallocate.file.txt

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data6#du -sh posix_fallocate.file.txt

11G posix_fallocate.file.txt

不仅可以占住空间，而且速度非常快（）， 之前有过一个愚蠢的想法， 用dd命令直接创建10G文件，但是会造成IO毛刺，肯定不能这么玩，要是创造100G文件岂不是凉凉了。dd命令还是安安静静压测下磁盘性能或者创造一些小文件比较好。

2. 额外补充

磁盘空间预分配，不是所有linux系统都支持，有时候就分配失败，这就没有办法了。如下

ret = -1, errno = 95, Operation not supported

linux命令磁盘预分配—fallocate

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data6#fallocate -l 10G 2.txt

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data6#ll -h 2.txt

-rw-r--r-- 1 root root 10G Oct 25 15:33 2.txt

root@xxx.xxx.xxx.xxx:/data6#du -sh 2.txt

11G 2.txt